分层作业8　预测元素及其化合物的性质--2025鲁科版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025鲁科版化学必修第二册
分层作业8　预测元素及其化合物的性质
A级必备知识基础练
以下选择题只有一个选项符合题目要求。
题组1.物质性质的预测
1.(2024重庆七校联盟高一期末)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是(　　)
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④普通玻璃是氧化物,成分可表示为SiO2
⑤粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
A.①② B.①②③
C.①②③④ D.③④⑤
2.下列说法不正确的是(　　)
A.硅是良好的半导体材料,可用于制作芯片
B.可以用焦炭还原二氧化硅生产粗硅:SiO2+CSi+CO2↑
C.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
D.氢氟酸能和玻璃发生化学反应,所以氢氟酸要存放在塑料瓶中
题组2.元素周期表在科技生产中的应用
3.(2024广东湛江高一期末)元素周期表和元素周期律可以指导人们进行推测和判断。下列推断不合理的是(　　)
A.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
B.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推断元素的非金属性:Cl>S
C.Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA族和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2
D.ⅡA族元素依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra,MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,则SrSO4可能难溶于水
4.(2024河南郑州外国语学校高一月考)同主族的元素性质既有相似性也有递变性,下列有关碱金属和卤素的说法正确的是(　　)
A.钠在氧气中加热生成Na2O2,可推测Li在氧气中加热也生成Li2O2
B.还原性:K>Na,可推测K能把Na从其化合物中置换出来
C.非金属性:Cl>Br>I,可推测出还原性:HClD.HF能和SiO2反应而HCl与SiO2不反应,可推测出酸性:HF>HCl
题组3.元素“位—构—性”关系的应用
5.(2024陕西安康教育联盟高一期末)X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,下列说法正确的是(　　)
A.简单离子半径:W>Z
B.X的气态氢化物稳定性比Y的强
C.W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Z的弱
D.含X的某些盐可作化肥使用,保障农作物增产
6.(2024陕西汉中高中联盟高一期末)在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如Li与Mg、Be与Al、B与Si,这一规律被称为“对角线规则”,下列叙述正确的是(　　)
A.Be能和氨水反应产生H2
B.BeO为两性氧化物
C.Li不能与氮气反应
D.H3BO3是一种强酸
B级关键能力提升练
以下选择题有一个或两个选项符合题目要求。
7.(2024山东潍坊四县联考高一期中)H2在1 100 ℃条件下还原SiHCl3可得到高纯硅,实验室用下列装置模拟该过程(部分夹持和加热装置省略)。已知:SiHCl3的沸点为33 ℃,遇水剧烈反应生成硅酸。下列说法正确的是(　　)
A.装置B中的试剂为浓硫酸
B.装置C应采取冰水浴
C.装置E的作用是吸收HCl并防止空气中水蒸气进入
D.反应结束后应先关闭装置A的活塞,再停止加热装置D
8.(2024天津一中高一期末)现有五种短周期主族元素X、Y、Z、R、T,R原子最外层电子数是电子层数的2倍,Z是金属元素,且在短周期中其原子半径最大,Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物,Z与T形成化学式为Z2T的化合物,五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)
A.原子半径和离子半径均满足:YB.最高价氧化物对应的水化物的酸性:RC.氢化物的稳定性:Y>T
D.由X、Y、Z、T四种元素组成的化合物的水溶液一定呈中性
9.(2024山东烟台高一期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大。M、N、P是由这些元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,W、X、Y位于不同周期。上述物质转化关系如图所示(部分生成物略),下列说法错误的是(　　)
A.高温下,3 mol Fe与足量N反应转移电子的物质的量为8 mol
B.非金属性:X>Y
C.X、Y、W形成的化合物为强碱
D.X、Y、Z形成的化合物为电解质
10.(2024湖南长沙雅礼中学高一期末)硅及其化合物应用广泛,请回答下列问题。
(1)硅元素在元素周期表的位置是　　　,它的氧化物属于　　　(填“酸性”或“碱性”)氧化物。
(2)硅单质可作为半导体材料。三氯硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程如图所示:
石英砂粗硅SiHCl3(粗)SiHCl3(纯)高纯硅
写出步骤①涉及反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　,该生产过程中可以循环使用的物质是　　　。
11.(2024河南濮阳部分名校高一质检)元素周期表与元素周期律在化学学习中有很重要的作用。Q、W、X、Y、Z是元素周期表中原子序数依次增大的五种短周期主族元素,这五种元素和元素M的相关信息如下表所示。
元素 相关信息
Q 元素Q的一种单质可用于制作铅笔芯
W 元素W的一种单质可用于供给呼吸
X 元素X的最高价氧化物对应的水化物在第3周期中碱性最强
Y 元素Y与W同族
Z 元素Z的最高正价为+7价
M 元素M的一种氧化物是具有磁性的黑色晶体
回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置是　　　。
(2)X的元素符号为　　　,元素W的常见单质和元素X的单质在加热条件下生成物质L,写出L与W的简单氢化物发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　。
(3)元素N与元素Z同主族,且元素N位于元素Z的下一周期,则常温下元素N的单质颜色为　　　　,Z、N的简单气态氢化物的稳定性:　　　>　　　(填化学式)。
(4)写出M元素的单质与W元素的简单气态氢化物发生反应生成具有磁性的黑色晶体的化学方程式:　　　　　　　　　,该反应每生成标准状况下2.24 L气体,转移　　　 mol电子。
C级学科素养拔高练
12.(2024山东济宁高一下期末)下表是三角形元素周期表的一部分,每个方格代表一种元素,请回答下列问题。
(1)Z元素的原子结构示意图为　　　　。
(2)根据M的化合价判断Q2M具有　　　　(填“氧化”或“还原”)性。
(3)W、M、Y三种元素简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　(用化学式表示);Q、X两种元素离子半径由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　(用离子符号表示)。
(4)X的单质与Q的最高价氧化物对应的水化物反应,其离子方程式是　　　　　　　　　　　　。
(5)Y的最高价氧化物可溶于足量Q的最高价氧化物对应水化物的溶液,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
分层作业8　预测元素及其化合物的性质
1.D　解析 硅元素在自然界以化合态存在,是构成一些岩石和矿物的基本元素,①正确;水泥、玻璃、陶瓷都是传统的无机非金属材料,都属于硅酸盐产品,②正确;光导纤维的主要成分是二氧化硅,③错误;普通玻璃是混合物而不是氧化物,④错误;粗硅制备单晶硅的反应是Si(粗)+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl,过程中涉及氧化还原反应,⑤错误。
2.B　解析 硅是良好的半导体材料,可用于制作芯片,A正确;可以用焦炭还原二氧化硅生产粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑,B错误;高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅属于酸性氧化物,能溶于强碱溶液,故光导纤维遇强碱会“断路”,C正确;氢氟酸能和玻璃中的二氧化硅发生化学反应,所以氢氟酸要存放在塑料瓶中,D正确。
3.B　解析 若X+和Y2-的核外电子层结构相同,根据“阴上阳下”,即阴离子在上一周期右边,阳离子在下一周期左边,则原子序数:X>Y,推断合理,故A不符合题意;不能根据水溶液的酸性强弱来推断元素的非金属性强弱,故B符合题意;根据同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,则最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA族和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2,推断合理,故C不符合题意;ⅡA族元素依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra,MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,根据同主族元素性质的递变性,则SrSO4可能难溶于水,推断合理,故D不符合题意。
4.C　解析 锂在氧气中加热只能生成氧化锂,不能生成过氧化锂,故A错误;钾是活泼金属,金属钾加入钠的化合物溶液中,钾优先与水反应,生成氢氧化钾和氢气,故B错误;元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,其阴离子的还原性越弱,非金属性:Cl>Br>I,可推测出还原性:HClHF,故D错误。
5.D　解析 X、Y、Z、W均为短周期元素,Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y原子有2个电子层,所以Y为氧元素,根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知,X为氮元素,Z为硫元素,W为氯元素。简单离子半径:WX),与氢气越易化合,得到的氢化物越稳定,可知Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定,B错误;非金属性W>Z,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强,C错误;含氮元素的某些盐可作氮肥使用,保障农作物增产,D正确。
6.B　解析 铝不能与氨水反应生成氢气,则由对角线规则可知,铍不能与氨水反应生成氢气,故A错误;氧化铝为两性氧化物,则由对角线规则可知,氧化铍为两性氧化物,故B正确;镁能与N2反应生成氮化镁,则由对角线规则可知,锂能与N2反应,故C错误;硅酸为弱酸,则由对角线规则可知,硼酸为弱酸,故D错误。
7.AC　解析 装置A中制备H2,SiHCl3遇水剧烈反应,故装置B的作用是干燥H2,SiHCl3的沸点为33 ℃,装置C用热水浴加热产生SiHCl3蒸气,与H2混合后进入装置D中反应,生成Si和HCl,装置E的作用是防止空气中水蒸气进入装置D并吸收反应生成的HCl。装置B中的试剂为浓硫酸,A正确;装置C应采取热水浴加热,B错误;装置E的作用是吸收HCl并防止空气中水蒸气进入,C正确;反应结束后,为防止生成的Si被氧气氧化,应先停止加热装置D,待装置D冷却后再关闭装置A的活塞,D错误。
8.BC　解析 短周期主族元素中,R原子最外层电子数是电子层数的2倍,R可能为C或S,结合图中原子半径和原子序数的关系可知R应为C;Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物,应为Na2O、Na2O2,则Y为O,Z为Na;Z与T形成化学式为Z2T的化合物,则T应为S,X的原子半径最小,原子序数最小,则X为H。原子半径ONa+,故A错误;非金属性S>C,元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,故B正确;非金属性O>S,故氢化物的稳定性:H2O>H2S,故C正确;由H、O、Na、S四种元素组成的化合物,其水溶液也可能显酸性,如硫酸氢钠,故D错误。
9.C　解析 M、N、P是由W、X、Y、Z四种元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,则M为Na2O2,r为S,结合转化关系,可推知,N为H2O,s为H2,P为H2S,q为O2,W、X、Y位于不同周期,又因W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期主族元素,则W为H,X为O,Y为S,Z为Na。N为H2O,高温下,Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,且量的关系为3Fe~Fe3O4~8e-,则3 mol Fe与足量N反应转移电子的物质的量为8 mol,A正确;X为O,Y为S,非金属性:X>Y,B正确;W为H,X为O,Y为S,三者形成的化合物为酸,C错误;X为O,Y为S,Z为Na,三者形成的化合物为盐,都是电解质,D正确。
10.答案 (1)第3周期ⅣA族　酸性　(2)SiO2+2C2CO↑+Si　HCl、H2
解析 由题图可知,石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳,反应制得粗硅;粗硅和氯化氢高温下反应生成三氯硅烷和氢气,反应制得粗三氯硅烷;粗三氯硅烷精馏后得到纯三氯硅烷,纯三氯硅烷与氢气高温下反应生成氯化氢和硅,反应得到高纯硅,该生产过程中氢气和氯化氢可以循环使用。
(1)硅元素的原子序数为14,位于元素周期表第3周期ⅣA族,二氧化硅是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物。
(2)步骤①涉及的反应为石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为SiO2+2C2CO↑+Si;该生产过程中氢气和氯化氢可以循环使用。
11.答案 (1)第4周期Ⅷ族　(2)Na　2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　(3)深红棕色　HCl　HBr　(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　0.2
解析 Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,根据表格中的相关信息,可用于制作铅笔芯的单质是石墨,则Q是碳;可用于供给呼吸的单质是氧气,则W是氧;第3周期元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是NaOH,则X是钠;Y与W同族,则Y是硫;Z的最高正价为+7价,则Z是氯;具有磁性且为黑色晶体的氧化物是Fe3O4,则M是铁。
(1)M是铁,位于元素周期表的第4周期Ⅷ族。
(2)X是钠,元素符号是Na。W是氧,其常见单质是O2,Na与O2加热时生成的物质L是Na2O2,W的简单氢化物为H2O,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
(3)根据题给信息可知N是溴,常温下溴单质的颜色是深红棕色。Z、N的简单气态氢化物分别是HCl、HBr,氯元素的非金属性比溴元素强,因此简单气态氢化物的稳定性:HCl>HBr。
(4)M的单质是Fe,W的简单氢化物是H2O,Fe与水蒸气反应生成具有磁性的黑色晶体的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。设该反应每生成标准状况下2.24 L气体,转移电子x mol,则:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　　~　　8e-　　
4×22.4 L 8 mol
2.24 L x mol
解得x=0.2。
12.答案 (1) 　(2)还原　(3)HF>H2S>SiH4　Na+>Al3+　(4)2Al+2OH-+6H2O
2[Al(OH)4]-+3H2↑　(5)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
解析 由题给三角形元素周期表的信息可知,W为F、Q为Na、X为Al、Y为Si、M为S、Z为Br。
(1)Z为Br,则Z元素的原子结构示意图为 。
(2)Q为Na、M为S,Q2M即Na2S,Q2M中M的化合价为-2价,是S的最低价,故根据M的化合价判断Q2M具有还原性。
(3)W为F、M为S、Y为Si,非金属性F>S>Si,故W、M、Y三种元素简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HF>H2S>SiH4,Q为Na、X为Al,Na+和Al3+具有相同的核外电子排布,且Al的核电荷数更大,故Q、X两种元素离子半径由大到小的顺序为Na+>Al3+。
(4)X为Al,Q为Na,则X的单质(Al)与Q的最高价氧化物对应的水化物(NaOH)反应,其离子方程式是2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(5)Y为Si,Q为Na,则Y的最高价氧化物(SiO2)可溶于足量Q的最高价氧化物对应水化物(NaOH)的溶液,其化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。
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